El teorema de Bell (como se le llama ahora) muestra que independientemente de la presencia real en la teoría mecánica cuántica de algunos parámetros ocultos que afectan cualquier característica física de una partícula cuántica , es posible realizar un experimento en serie , los resultados estadísticos de lo que confirmará o desmentirá la presencia de tales parámetros ocultos en la teoría mecánica cuántica. En términos relativos, en un caso, la relación estadística no será más de 2:3, y en el otro, no menos de 3:4.
El premio Nobel Gerard 't Hooft cuestionó la validez del teorema de Bell sobre la base de la posibilidad del superdeterminismo y ofreció algunas ideas para construir modelos deterministas locales. [una]
Las desigualdades de Bell surgen al analizar un experimento como el de Einstein-Podolsky-Rosen a partir de la suposición de que la naturaleza probabilística de las predicciones de la mecánica cuántica se debe a la presencia de parámetros ocultos, es decir, a la incompletud de la descripción. La existencia de tal parámetro significaría la vigencia del concepto de realismo local . En este caso, incluso antes de la medición, un objeto cuántico podría caracterizarse por un cierto valor de alguna cantidad física, por ejemplo, por la proyección del espín sobre un eje fijo.
El cálculo de las probabilidades de varios resultados de medición de acuerdo con las leyes de la mecánica cuántica conduce a una violación de las desigualdades de Bell. Por lo tanto, si creemos absolutamente en la mecánica cuántica, la suposición de "realismo local" debe ser rechazada. Sin embargo, el realismo local parece tan natural que se han establecido experimentos para probar las desigualdades de Bell. El cumplimiento de estas desigualdades ha sido verificado por varios grupos de científicos. El primer resultado fue publicado por Alain Aspe et al. Resultó que se violan las desigualdades de Bell. En consecuencia, la idea habitual de que las propiedades dinámicas de una partícula cuántica observada durante la medición realmente existen incluso antes de que la medición resulte incorrecta, y la medición solo elimina nuestra ignorancia de qué propiedad tiene lugar.
El 1 de noviembre de 2010 se publicó en Proceedings of the National Academy of Sciences un artículo de Scheidl et al. [2] , en el que se describen experimentos realizados en junio-julio de 2008 en las Islas Canarias de Palma y Tenerife , cuya distancia entre es de 144 kilometros En Palma se generó un par de fotones entrelazados , uno de los cuales se transmitió a través de una fibra enrollada de 6 km de largo al detector Alice ubicado cerca de la fuente (retraso de 29,6 μs), y el otro se transmitió al aire libre al detector Bob. ubicado en Tenerife (retraso 479 µs). También se introdujo un retardo electrónico en el detector de Bob, de modo que en el sistema de coordenadas de un observador imaginario que volaba paralelo a uno de los fotones de Palma en Tenerife, los eventos de detección ocurrían aproximadamente de forma simultánea. Por lo tanto, los experimentadores lograron cerrar lagunas para el realismo local y la libertad de elección en todos los sistemas de coordenadas.
Se tomaron cuatro medidas de 600 s cada una, se detectaron 19.917 pares de fotones, se violó la desigualdad de Bell con un nivel de confianza superior a 16 desviaciones estándar (2,37 ± 0,02, mientras que el valor máximo límite es 2,828).
Los autores creen que su experimento refuta una gran clase de teorías deterministas, dejando solo aquellas que son prácticamente imposibles de confirmar o refutar experimentalmente, a saber, teorías que te permiten viajar en el tiempo al pasado y realizar acciones allí, así como teorías del "superrealismo" ("superdeterminismo"), según el cual el pasado común lejano antes de la aparición de una pareja enredada determina de antemano tanto su comportamiento como todas las variables ocultas asociadas a su detección.
En 2015, varios equipos de investigadores probaron las desigualdades de Bell con precauciones adicionales contra la posible transmisión de parámetros ocultos. Los resultados de los experimentos son incompatibles con la teoría de los parámetros ocultos locales [3] [4] [5] [6] .
| Parámetros iniciales a y b | El valor medido del parámetro Bell S exp debe ser < 2,82 | quien chequeo |
|---|---|---|
| Seleccionado en el cono de luz del pasado con respecto al punto de emisión* | 2,28 ± 0,04 | Experimentos con configuraciones estáticas, por ejemplo, Friedman y Clauser [7] |
| Cambiar periódicamente ** | 2,23±0,05 | Aspe y otros [8] |
| Elegido aleatoriamente en el cono de luz del futuro con respecto al punto de emisión *** | 2,23 ± 0,09 | Weiss y otros [9] |
| Distancia espacial desde la fuente | 2,37 ± 0,02 | Scheidl y otros [10] |